Pirin蛋白调控细胞槲皮素代谢的新发现：对NFκB信号通路传统认知的挑战

【编辑推荐】本研究颠覆了Pirin作为p65/NFκB信号通路共激活因子的传统认知，通过SEC（分子排阻色谱）、FP（荧光偏振）等实验证实二者无直接互作，并首次系统验证其槲皮素酶(quercetinase)活性及内质网(ER)定位特征。发现CCG-257081等抑制剂通过阻断Pirin酶活调控细胞槲皮素水平，为癌症/炎症疾病机制研究提供新视角。

　　

Highlight

重组Pirin蛋白在体外不与p65结合

我们尝试复现文献报道的表面等离子共振(SPR)实验结果——即Pirin与结合在生物素化IgκB DNA上的P65RHR（p65 Rel同源结构域）相互作用。尽管使用相同P65RHR构建体，在50 nM p65浓度下，12.5-200 nM Pirin均未引发SPR信号变化（详见补充图2）。与Liu等的方法相比，本研究采用His标签全长Pirin且浓度更低（最高200 nM vs 原文献2 μM）。

讨论

本研究旨在验证Pirin的核心机制假说——即通过结合p65调控NFκB1介导的基因表达。出乎意料的是，我们无法证实先前三个研究组报道的Pirin-p65互作现象。通过多种生化手段（包括SPR、SEC、FP）均未检测到Pirin与DNA复合态p65二聚体的结合。在Pirin基因敲除小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)和NIH3T3敲低细胞系中，TNFα激活的p65应答基因表达也未受影响。值得注意的是，免疫荧光显示Pirin主要定位于细胞质（与内质网标记蛋白PDI共定位），而非既往报道的细胞核分布。这些发现促使我们重新审视Pirin的生物学功能。

我们证实了Pirin的槲皮素酶活性，并发现抑制剂CCG-257081可竞争性抑制该活性。细胞实验表明，敲低Pirin或使用抑制剂会显著提升细胞内槲皮素水平。鉴于Pirin的ER定位和槲皮素对ER应激的保护作用，我们进一步探究了Pirin与ER应激信号的关系，但未发现其对ER应激应答基因的调控作用。这些结果不仅挑战了Pirin调控NFκB的主流理论，更为理解其小分子结合机制开辟了新方向。

数据可用性声明

作者声明本研究所有数据均可在论文及补充材料中获取。

作者贡献

Meschkewitz：研究设计、方法开发、实验操作、数据分析、图表制作、初稿撰写

Lisabeth：研究设计、方法优化、实验验证、数据可视化、论文修订

Cab Gomez：实验实施、数据分析

Leipprandt：实验技术支持

Neubig：研究构思、方法指导、经费支持、论文终审

致谢

感谢密歇根州立大学转基因与基因组编辑中心的Elena Demireva博士和Huirong Xie博士在Pirin敲除小鼠品系构建中的技术支持。